半导体产业作为现代信息技术产业高速发展的基础和原动力,已成为社会发展和国民经济的基础性、战略性和先导性产业,高度渗透并融合到了经济、社会发展的各个领域。当前,半导体相关的技术水平和发展规模已成为衡量国家产业 竞争力和综合国力的重要标志之一。
(1)半导体产业链的上游主要包括半导体材料与半导体设备。其中,半导体材料主要包括衬底材料(如硅片)、工艺材料(如光掩模、光刻胶、靶材等)及封装材料,半导体设备主要包括刻蚀机、光刻机、薄膜沉积设备、焊线机、测试机、清洗设备等。
(2)半导体产业链的中游包括设计、制造、封装测试三大环节。根据产品功能又可分为集成电路、分立器件、光电子器件和传感器四大分支。
集成电路是指在半导体基板上,利用氧化、蚀刻、扩散等方法,将晶体管、二极管等有源器件和电阻器、电容器等无源原件按一定的电路互联并集成在半导体晶片上,封装在一个外壳内,以完成某一特定逻辑功能,达成预先设定好的电路功能要求的电路系统,一般分为模拟集成电路、数字集成电路。
集成电路是指单一功能的半导体组件,单独具备某种电子特性功能且不能拆分,主要用于电力电子设备的电能变换和控制方面大功率的电子器件,是进行电能(功率)处理的核心器件,弱电控制和强电运行间的桥梁,具有处理高电压、大电流的能力。功率器件是分立器件的重要组成部分,可进一步细分为MOSFET、IGBT、二极管、晶闸管等。
光电子器件是指利用光-电子(或电-光子)转换效应制成的功能器件,主要类别包括发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、光电探测器和光电接收器等。
传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
集成电路、分立器件、光电子器件和传感器有着完全不同的功能特点和适用条件,共同构成半导体产业的基础。
(3)半导体产业链的下游应用颇为广泛,包括消费电子、汽车电子、工业控制、网络通讯、家用电器、照明、医疗、军事等领域。
半导体产业是全球经济增长的支柱产业,近年来,伴随着全球科技进步的步伐,全球范围内半导体产业规模基本保持着持续扩张态势。在智能手机、数据中心、汽车电子、平板、电视等多方面需求拉动之下,全球半导体行业销售规模从2012 年的 2,915.6 亿美元增长到 2022 年的 5,740.8 亿美元,年均复合增长率达到7.01%,整体呈现波动上升的趋势。
继 2021 年全球半导体行业销售规模同比大幅增长 26.23%后,2022 年全球规模进一步增长 3.27%。根据 WSTS 2023 年的相关预测,2023 年全球半导体市场销售额将出现下滑,但在 2024 年将恢复增长至5,760.0 亿美元的历史新高。
从区域分布来看,中国已经连续多年成为全球最大的半导体消费市场,2020年中国市场占比达到 34.4%;北美、欧洲、日本和其他市场的份额分别为 21.7%、8.5%、8.3%和 27.1%(数据来源:WSTS 整理)。2021 年,中国市场规模同比增长 27.1%,北美地区市场规模同比增长 27.4%,欧洲地区市场规模同比增长27.3%,日本市场规模同比增长19.8%,亚太地区等其他市场规模同比增长25.9%。
未来,随着新能源、汽车电子、服务器、工业控制、物联网等新兴领域的发展,全球半导体产业有望保持稳健良好增长。
近年来,随着国内经济的不断发展和国家战略层面对半导体产业的大力扶持,我国半导体行业实现了规模与技术等方面的快速发展与不断突破。
据中国半导体行业协会(CSIA)统计,我国半导体产业销售额从 2012 年 3,548.5 亿元增加到 2021 年的14,563.7 亿元,年均复合增长率达到 16.99%。
由 2014 年的 12,044.3 亿元增长至 2021 年的 23,219.8 亿元,年均复合增长率达 9.83%。我国已连续多年成为全球最大的半导体消费市场,且在全球市场的占比仍保持上升趋势。尽管为缩小国内半导体市场的供需缺口,国家已经出台了一系列产业政策加以鼓励和扶持,当前国内半导体市场需求和供给之间仍有较大差距。
根据 IC Insights 的相关统计,2021 年中国大陆芯片自给率仅为 16.7%,且其中大半是总部不在大陆地区的中国台湾企业(如台积电、联电等)和外国企业(如 SK海力士、三星等)的晶圆厂所贡献。
预计到 2026 年,中国大陆自给率将增长至21.2%,尽管维持稳步增长态势,但当前仍处于相对较低水平。根据海关总署的相关统计数据,2021、2022 年我国半导体芯片进口总额连续两年超过 4,000 亿美元。